Công nghệ chấm lượng tử mới cải thiện hiệu suất pin mặt trời

Một nhóm nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển phương pháp sử dụng ánh sáng "xung định hình" để nâng cao độ dẫn điện của các pin mặt trời chấm lượng tử PbS. Kỹ thuật mới này thay thế quá trình xử lý nhiệt truyền thống kéo dài, tạo ra năng lượng lớn đều đặn, cải thiện đáng kể hiệu suất và khắc phục các khuyết điểm do ánh sáng, nhiệt và độ ẩm gây ra. Chấm lượng tử PbS, nổi tiếng với khả năng hấp thụ rộng và chi phí xử lý thấp, nay trở nên khả thi hơn cho việc sử dụng thương mại. Tiến bộ này dự kiến sẽ thúc đẩy việc ứng dụng rộng rãi công nghệ chấm lượng tử trong các thiết bị quang điện tử.

Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Jongmin Choi từ Khoa Khoa học và Kỹ thuật Năng lượng tại Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) đứng đầu đã phát triển thành công một chấm lượng tử PbS có khả năng cải thiện nhanh chóng độ dẫn điện của các pin mặt trời. Nỗ lực hợp tác này còn có sự tham gia của Giáo sư Changyong Lim từ Khoa Kỹ thuật Hóa học Năng lượng tại Đại học Quốc gia Kyungpook và Giáo sư Jongchul Lim từ Khoa Kỹ thuật Năng lượng tại Đại học Quốc gia Chungnam của Hàn Quốc.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một phương pháp cải thiện độ dẫn điện thông qua việc sử dụng ánh sáng "xung định hình", tạo ra năng lượng tập trung đều đặn. Phương pháp này có thể thay thế quá trình xử lý nhiệt mất nhiều thời gian, và dự kiến sẽ thúc đẩy sản xuất và thương mại hóa pin mặt trời chấm lượng tử PbS trong tương lai.

Chấm lượng tử PbS là các vật liệu bán dẫn nano đang được nghiên cứu tích cực cho thế hệ pin mặt trời tiếp theo. Chúng có khả năng hấp thụ rộng các bước sóng ánh sáng, từ tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại đến hồng ngoại ngắn, và có chi phí xử lý thấp nhờ quá trình xử lý dung dịch và các đặc tính quang điện xuất sắc.

Để ngăn chặn sự hình thành khuyết điểm trên bề mặt chấm lượng tử PbS, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Jongmin Choi đã đề xuất một phương pháp xử lý nhiệt bằng cách chiếu ánh sáng trong vài mili giây. Kỹ thuật xử lý nhiệt "kiểu xung" này vượt qua các hạn chế của phương pháp hiện tại bằng cách sử dụng ánh sáng mạnh để hoàn thành quá trình xử lý nhiệt trong vài mili giây, ngăn chặn khuyết điểm bề mặt và kéo dài tuổi thọ của các điện tích tạo ra dòng điện. Điều này mang lại hiệu suất cao cho pin mặt trời.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Dự án Sáng tạo Đồng minh của Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Quốc gia Hàn Quốc, Dự án Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Cơ bản của Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc và Trung tâm Nghiên cứu Đổi mới Khu vực cho Hệ thống Năng lượng Thông minh Trung hòa Carbon của Đại học Quốc gia Kyungpook. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế "Small".

P.A.T (NASATI), theo https://scitechdaily.com/, 6/2024